Des chercheurs de l'Institut japonais des biomolécules transformatrices (ITbM) de l'Université de Nagoya, l'université néerlandaise de Groningue, et ses collègues ont trouvé une nouvelle façon de réguler les horloges biologiques des cellules. Des études complémentaires sur leur approche, publié dans le Journal de l'American Chemical Society , pourrait conduire à des traitements pour une variété de conditions, y compris les troubles du sommeil.

"Nous proposons une nouvelle approche pour contrôler avec précision le fonctionnement de l'horloge circadienne à l'aide de la lumière, " explique le biochimiste de l'ITbM Tsuyoshi Hirota, qui a dirigé la recherche avec le chimiste de l'Université de Groningue Ben Feringa. "L'horloge circadienne contrôle les rythmes quotidiens de notre physiologie. Son dysfonctionnement est lié à de nombreuses maladies, comme les troubles du sommeil, maladies métaboliques et cancer. Une nouvelle façon de contrôler l'horloge circadienne pourrait révéler les mécanismes de l'horloge moléculaire et constituer la base de la thérapeutique des maladies liées à l'horloge circadienne."

L'approche des chercheurs consistait à contrôler une molécule appelée longdaysine, qu'ils ont trouvé régule les horloges circadiennes cellulaires. Longdaysin se lie à une enzyme appelée CKI, inhibant son activité et allongeant le temps nécessaire à l'horloge biologique pour effectuer un cycle veille-sommeil.

Pour contrôler ce processus, l'équipe a incorporé une "cage" chimique dans les jours longs qui réagit à la lumière, appelé groupe protecteur photo-amovible (PPG). Dans des conditions sombres, Le PPG a empêché le longdaysin de se lier au CKI. Lorsque le composé a été exposé aux UV ou à la lumière violette, le PPG a publié longdaysin, lui permettant de se lier à la CKI et de l'inhiber. Le processus a réussi dans les cellules humaines, tissu de souris, et chez les larves de poisson zèbre.

Ce niveau de contrôle de l'activité des jours longs avec la lumière pourrait conduire au développement de thérapies pour ajuster la période d'horloge des personnes atteintes d'une maladie appelée phase de sommeil avancée familiale. Les mutations génétiques liées au CKI conduisent à la condition, provoquer une somnolence anormale très tôt dans la soirée, et se couche donc tôt, et se réveille et est énergique très tôt le matin.

Les chercheurs disent que leur étude pourrait également aider à approfondir les recherches sur l'organisation circadienne chez les mammifères, identifier la relation entre la perturbation de l'horloge circadienne et le développement de la maladie, et la recherche de thérapies qui utilisent la régulation dépendante de la lumière pour traiter les maladies liées à l'horloge circadienne.

L'équipe prévoit ensuite de manipuler les horloges circadiennes cellulaires au sein des populations cellulaires et d'étudier comment les horloges circadiennes des cellules individuelles communiquent entre elles.

L'article, "Contrôler l'horloge circadienne avec une haute résolution temporelle grâce au photodosage, " a été publié dans le Journal de l'American Chemical Society .